ガスクロマトグラフィーを使用した Covid-19 に関連した肺炎の非侵襲的検出 - イオン移動度分光法 (GC-IMS)

呼気中の揮発性有機化合物 (VOC) の分析は、肺感染症の診断においてますます関心が高まっています。 ガスクロマトグラフィーおよび質量分析 (GC-MS) により、2,000 を超える VOC を検出できます。検出された VOC のパターンは、慢性閉塞性肺疾患、喘息、肺がん、間質性肺疾患に関する情報を提供します。 残念ながら、GC-MS は高感度ですがベッドサイドでは実行できず、せいぜいサンプルの準備、分析の実行、結果の解釈に何時間もかかります。

呼気分析の他の方法と比較して、イオン移動度分析 (IMS) は、VOC の 10 倍高い検出率を提供します。 イオン移動度分光計を GC カラムと結合することにより、GC-IMS は、3 次元クロマトグラムで可視化された VOC の即時の 2 重分離を提供します。 総分析時間は約300秒で、装置はベッドサイドで分析できるように小型化されています。

BreathSpec マシンは以前、エジンバラがんセンターで放射線療法を受けている患者の両方の放射線障害を研究するために使用されていました (REC ref 16-SS-0059、H2020 TOXI-triage プロジェクトの一環として、http://www.toxi-triage. EU/） エジンバラの王立診療所のEDに現れた患者の肺炎（REC ref 18-LO-1029）。 この研究では、これらの呼気サンプルから収集された膨大な量のデータを迅速に分析して、肺炎や放射線障害などの特定の病理学的プロセスを示す可能性のあるシグネチャを特定できる人工知能の方法論を開発しました。

TOXI-triage プロジェクトは、BreathSpec GC-IMS が個人を迅速にトリアージして、大量の死傷者の状況で特定の揮発性液体にさらされた人を特定できることを示しました (http://www.toxi-triage.eu/)。

パイロット試験では、ロイヤル リバプール大学病院の急性期医療部門で胸部感染症が評価されました。 最終的な診断モデルでは、0.73 (95% CI 0.61-0.86) のレシーバー オペレーター特性曲線 (AUC-ROC) の下の領域で、細菌性胸部感染症と他の病原体による胸部感染症を公正に区別することができました。 要約された検査特性は、62% (95% CI 41-80%) の感度と 80% (95% CI 64 - 91%) の特異性でした [8]。

これは、EU H2020 が資金を提供した「Breathspec Study」で拡張されました。これは、呼吸サンプルを細菌またはウイルスの上気道または下気道感染症の患者と区別することを目的としていました。 1220 人以上の患者が募集され、191 人の患者は明らかに細菌感染であると特定され、671 人は明らかに細菌感染ではないと分類されました。 ウイルス学はすべての患者に対して実施され、259 人の患者がウイルス感染を確認しました。 日付処理は、この方法論を使用してどれだけうまく区別できるかを判断するためにまだ進行中です. エジンバラでのこの研究には、100 人以上の患者が募集されました。 それ以来、人工知能が当社の分析プロセスに組み込まれ、より迅速で洗練された分析が可能になりました。

私たちの野望は、この技術が Covid-19 肺炎の特徴を特定すること、または非侵襲的に収集された呼気サンプルで 10 分以内に患者を Covid-19 のリスクの高いカテゴリーと低いカテゴリーにトリアージできるようにすることです。 これにより、個人用保護具（PPE）、コホーティング、専任の医療および看護担当者など、リスクの高い患者に関連する希少なリソースと複雑なプロトコルをターゲットにすることができます。

2020 年 7 月に健康なボランティア アームが追加されました - 40 人の参加者